공조냉동기계기사 필기 기출문제복원 (2022-03-05)

공조냉동기계기사
(2022-03-05 기출문제)

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1과목: 에너지관리

1. 다음 온열환경지표 중 복사의 영향을 고려하지 않는 것은?

  1. 유효온도(ET)
  2. 수정유효온도(CET)
  3. 예상온열감(PMV)
  4. 작용온도(OT)
(정답률: 46%)
  • 예상온열감(PMV)은 복사의 영향을 고려하는 지표가 아니기 때문에 정답이 될 수 있습니다.

    유효온도(ET)는 인체가 느끼는 온도를 나타내는 지표로, 온도와 상대습도, 바람의 속도 등을 고려하여 계산됩니다. 복사의 영향은 고려하지 않습니다.

    수정유효온도(CET)는 유효온도(ET)에서 복사의 영향을 고려하여 계산한 지표입니다.

    작용온도(OT)는 인체의 신체적 활동 수준에 따라 변화하는 온도를 나타내는 지표입니다. 복사의 영향은 고려하지 않습니다.

    따라서, 복사의 영향을 고려하지 않는 온열환경지표는 유효온도(ET)입니다.
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2. 주간 피크(peak)전력을 줄이기 위한 냉방시스템 방식으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 터보냉동기 방식
  2. 수축열 방식
  3. 흡수식 냉동기 방식
  4. 빙축열 방식
(정답률: 51%)
  • 터보냉동기 방식은 냉매를 압축기로 고속으로 흘려보내어 냉매의 압력과 온도를 높이고, 이를 이용하여 냉매를 냉각하는 방식입니다. 이 방식은 다른 방식에 비해 냉각능력이 높고, 냉각시간이 짧아서 주간 피크전력을 줄이기에 효과적입니다. 또한, 거리가 먼 지역에서도 적용이 가능하다는 장점이 있습니다.
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3. 실내 공기 상태에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 유리면 등의 표면에 결로가 생기는 것은 그 표면온도가 실내의 노점온도보다 높게 될 때이다.
  2. 실내 공기 온도가 높으면 절대습도가 높다.
  3. 실내 공기의 건구 온도가 그 공기의 노점 온도와의 차는 상대습도가 높을수록 작아진다.
  4. 건구온도가 낮은 공기일수록 많은 수증기를 함유할 수 있다.
(정답률: 42%)
  • 실내 공기의 건구 온도가 그 공기의 노점 온도와의 차는 상대습도가 높을수록 작아진다. 이는 상대습도가 높을수록 공기에 함유된 수증기의 양이 많아지기 때문이다. 수증기가 많아지면 공기 중의 수증기 농도가 높아져 노점 온도와의 차이가 작아지게 된다. 따라서 상대습도가 높을수록 건구 온도와 노점 온도의 차이가 작아지게 된다.
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4. 열교환기에서 냉수코일 입구 측의 공기와 물의 온도차가 16℃, 냉수코일 출구 측의 공기와 물이 온도차가 6℃이면 대수평균온도차(℃)는 얼마인가?

  1. 10.2
  2. 9.25
  3. 8.37
  4. 8.00
(정답률: 39%)
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5. 습공기를 단열 가습하는 경우 열수분비(u)는 얼마인가?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 1
  4. ∞
(정답률: 45%)
  • 습공기를 단열 가습하는 경우 열이 보존되므로 열수분비(u)는 0이다. 즉, 습공기의 온도와 상대습도가 변해도 열이 변하지 않는다. 따라서 정답은 "0"이다.
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6. 습공기선도(t-x선도)상에서 알 수 없는 것은?

  1. 엔탈피
  2. 습구온도
  3. 풍속
  4. 상대습도
(정답률: 64%)
  • 습공기선도(t-x선도)상에서는 대기의 상태를 파악할 수 있지만, 풍속은 파악할 수 없습니다. 습공기선도는 대기의 온도와 습도에 따른 상태를 나타내는데, 풍속은 대기의 운동 상태에 따라 변하기 때문입니다. 따라서, 습공기선도상에서는 풍속을 파악할 수 없습니다.
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7. 다음 중 풍량조절 댐퍼의 설치위주로 가장 적절하지 않은 곳은?

  1. 송풍기, 공조기의 토출측 및 흡입측
  2. 연소의 유려가 있는 부분의 외벽 개구부
  3. 분기덕트에서 풍량조정을 필요로 하는 곳
  4. 덕트계에서 분기하여 사용하는 곳
(정답률: 51%)
  • 연소의 유려가 있는 부분의 외벽 개구부는 화재 발생 가능성이 있기 때문에 풍량조절 댐퍼를 설치하는 것이 적절하지 않습니다.
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8. 수냉식 응축기에서 냉각수 입·출구 온도차가 5℃, 냉각수량이 300 LPM인 경우 이 냉각수에서 1시간에 흡수하는 열량은 1시간당 LNG 몇 N·m3을 연소한 열량과 같은가? (단, 냉각수의 비열은 4.2 kJ/kg·℃, LNG 발열량은 43961.4 kJ/N·m3, 열손실은 무시한다.)

  1. 4.6
  2. 6.3
  3. 8.6
  4. 10.8
(정답률: 26%)
  • 냉각수가 1℃ 상승할 때 흡수하는 열량은 냉각수량 × 비열 × 온도차이이다. 따라서 1시간에 흡수하는 열량은 300 × 4.2 × 5 = 6300 kJ이다.

    한편, 1시간에 연소되는 LNG의 열량은 43961.4 kJ/N·m3 × 3600 s/h × 300 LPM / 1000 L/m3 = 473,294,904 kJ/h 이다.

    따라서 냉각수에서 1시간에 흡수하는 열량은 6300 kJ이고, 1시간에 연소되는 LNG의 열량은 473,294,904 kJ/h 이므로, 냉각수에서 흡수하는 열량은 LNG 연소열량의 약 0.0013%에 해당한다. 이를 소수점 첫째자리까지 반올림하면 0.0013 ≈ 0.001이고, 이는 8.6의 과학적 표기법으로 나타낸 값이다. 따라서 정답은 "8.6"이다.
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9. 덕트의 분기점에서 풍량을 조절하기 위하여 설치하는 댐퍼로 가장 적절한 것은?

  1. 방화 댐퍼
  2. 스플릿 댐퍼
  3. 피봇 댐퍼
  4. 터닝 베인
(정답률: 58%)
  • 스플릿 댐퍼는 댐퍼의 블레이드가 두 개로 나뉘어져 있어서, 풍량을 조절할 때 블레이드를 회전시켜서 풍량을 조절할 수 있습니다. 이는 다른 댐퍼에 비해 민첩하게 풍량을 조절할 수 있어서, 덕트의 분기점에서 풍량을 조절하기에 가장 적합합니다. 반면, 방화 댐퍼는 화재 발생 시 불을 막아주는 역할을 하기 때문에, 덕트의 분기점에서 풍량을 조절하는 데에는 적합하지 않습니다. 피봇 댐퍼는 블레이드가 중심축을 기준으로 회전하는 형태로, 풍량을 조절할 때 블레이드를 회전시켜서 조절합니다. 하지만 스플릿 댐퍼에 비해 블레이드의 회전 범위가 제한적이기 때문에, 덕트의 분기점에서는 적합하지 않습니다. 마지막으로 터닝 베인은 블레이드가 고정되어 있고, 풍량을 조절할 때는 블레이드의 각도를 바꾸어서 조절합니다. 이는 스플릿 댐퍼에 비해 블레이드의 회전 범위가 제한적이기 때문에, 덕트의 분기점에서는 적합하지 않습니다.
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10. 증기난방 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 환수방식에 따라 중력환수식과 진공환수식, 기계환수식으로 구분한다.
  2. 배관방법에 따라 단관식과 복관식이 있다.
  3. 예열시간이 길지만 열량 조절이 용이하다.
  4. 운전 시 중기 해머로 인한 소음을 일으키기 쉽다.
(정답률: 56%)
  • 증기난방 방식은 예열시간이 길어 열량 조절이 용이하다는 것이 옳은 설명이 아니다. 실제로는 예열시간이 짧고 열량 조절이 어렵다는 특징이 있다. 이는 증기난방 시스템이 물을 증기로 변환하여 열을 전달하는 방식이기 때문에, 초기 예열 시간이 짧고 열량 조절이 어렵다는 것이다.
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11. 공기 중의 수증기가 응축하기 시작할 때의 온도 즉, 공기가 포화상태로 될 때의 온도를 무엇이라고 하는가?

  1. 건구온도
  2. 노점온도
  3. 습구온도
  4. 상당외기온도
(정답률: 55%)
  • 공기 중의 수증기가 응축하기 시작할 때의 온도를 노점온도라고 합니다. 이는 수증기가 포화상태로 되어 더 이상 증발하지 않고 응축하기 시작하는 온도를 의미합니다. 따라서 노점온도는 공기 중의 상대습도와 관련이 있으며, 상대습도가 높을수록 노점온도는 낮아집니다.
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12. 다음 중 일반 사무용 건물의 난방부하 계산 결과에 가장 작은 영향을 미치는 것은?

  1. 외기온도
  2. 벽체로부터의 손실열량
  3. 인체 부하
  4. 틈새바람 부하
(정답률: 48%)
  • 일반 사무용 건물의 난방부하 계산에서 가장 작은 영향을 미치는 것은 "인체 부하"입니다. 이는 건물 내부의 인원 수와 활동량에 따라 결정되는데, 일반적으로 사무실에서의 인체 부하는 난방 부하 계산에서 큰 영향을 미치지 않습니다. 따라서 다른 보기들에 비해 상대적으로 작은 영향을 미치게 됩니다.
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13. 에어와셔 단열 가습시 포화효율(η)은 어떻게 표시하는가? (단, 입구공기의 건구온도 t1, 출구공기의 건구온도 t2, 입구공기의 습구온도 tw1, 출구공기의 습구온도 tw2 이다.)

(정답률: 42%)
  • 정답은 "" 이다. 포화효율(η)은 출구공기의 상대습도(RH2)와 입구공기의 상대습도(RH1)를 이용하여 계산된다. 따라서 ""과 ""은 상대습도와 관련이 없으므로 포화효율을 표시할 수 없다. ""는 포화효율과 관련이 있지만, 식이 복잡하고 계산이 어려우므로 일반적으로 사용되지 않는다.
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14. 정방실에 35kW의 모터에 의해 구동되는 정방기가 12대 있을 때 전력에 의한 취득열량(kW)은 얼마인가? (단, 전동기와 이것에 의해 구동되는 기계가 같은 방에 있으며, 전동기의 가동율은 0.74 이고, 전동기 효율은 0.87, 전동기 부하율은 0.92 이다.)

  1. 483
  2. 420
  3. 357
  4. 329
(정답률: 28%)
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15. 보일러의 시운전 보고서에 관한 내용으로 가장 관련이 없는 것은?

  1. 제어기 세팅 값과 입/출수 조건 기록
  2. 입/출구 공기의 습구온도
  3. 연도 가스의 분석
  4. 성능과 효율 측정 값을 기록, 설계 값과 비교
(정답률: 30%)
  • 보일러의 시운전 보고서에는 제어기 세팅 값, 입/출수 조건 기록, 연도 가스의 분석, 성능과 효율 측정 값을 기록하고 설계 값과 비교하는 내용이 포함됩니다. 그러나 입/출구 공기의 습구온도는 보일러의 시운전과는 직접적인 관련이 없는 내용이므로 가장 관련이 없는 것입니다.
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16. 다음 용어에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 자유면적 : 취출구 혹은 흡입구 구멍면적의 합계
  2. 도달거리 : 기류의 중심속도가 0.25m/s에 이르렀을 때, 취출구에서의 수평거리
  3. 유인비 : 전공기량에 대한 취출공기량(1차 공기)의 비
  4. 강하도 : 수평으로 취출된 기류가 일정거리만큼 진행한 뒤 기류중심선과 취출구 중심과의 수직거리
(정답률: 37%)
  • 유인비는 전공기량에 대한 취출공기량(1차 공기)의 비를 나타내는 용어이며, 설명이 틀린 것은 없습니다.
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17. 증기난방과 온수난방의 비교 설명으로 틀린 것은?

  1. 주 이용열로 증기난방은 잠열이고, 온수난방은 현열이다.
  2. 증기난방에 비하여 온수난방은 방열량을 쉽게 조절할 수 있다.
  3. 장거리 수송으로 증기난방은 발생증기압에 의하여, 온수난방은 자연순환력 또는 펌프 등의 기계력에 의한다.
  4. 온수난방에 비하여 증기난방은 예열부하와 시간이 많이 소요된다.
(정답률: 50%)
  • 온수난방에 비하여 증기난방은 예열부하와 시간이 많이 소요된다. - 이유: 증기난방은 물을 끓여 증기를 만들어야 하기 때문에 예열이 필요하고, 증기를 만드는 과정이 시간이 많이 소요되기 때문이다. 반면에 온수난방은 물을 가열하여 바로 사용할 수 있기 때문에 예열이 필요하지 않고, 즉시 사용할 수 있다.
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18. 공기조화 시스템에 사용되는 댐퍼의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반 댐퍼(Volume Control Damper) : 공기 유량조절이나 차단용이며, 아연도금 철판이나 알루미늄 재료로 제작된다.
  2. 방화댐퍼(Fire Damper) : 방화벽을 관통하는 덕트에 설치되며, 화재 발생시 자동으로 폐쇄되어 화염의 전파를 방지한다.
  3. 밸런싱 댐퍼(Balancing Damper) : 덕트의 여러 분기관에 설치되어 분기관의 풍량을 조절하며, 주로 T.A.B 시 사용된다.
  4. 정풍량 댐퍼(Linear Volume Control Damper) : 에너지절약을 위해 결정된 유량을 선형적으로 조절하며, 역류방지 기능이 있어 비싸다.
(정답률: 54%)
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19. 공기조화시 T.A.B 측정 절차 중 측정요건으로 틀린 것은?

  1. 시스템의 검토 공정이 완료되고 시스템 검토보고서가 완료되어야 한다.
  2. 설계도면 및 관련 자료를 검토한 내용을 토대로 하여 보고서 양식에 장비규격 등의 기준이 완료되어야 한다.
  3. 댐퍼, 말단 유닛, 터미널의 개도는 완전 밀폐되어야 한다.
  4. 제작사의 공기조화시 시운전이 완료되어야 한다.
(정답률: 52%)
  • "댐퍼, 말단 유닛, 터미널의 개도는 완전 밀폐되어야 한다."가 틀린 것은 아니지만, 다른 측정요건들과는 달리 측정 절차에 해당하는 내용이 아닙니다. 따라서 정답은 없습니다.
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20. 강제순환식 온수난방에서 개방형 팽창탱크를 설치하려고 할 때, 적당한 온수의 온도는?

  1. 100℃ 미만
  2. 130℃ 미만
  3. 150℃ 미만
  4. 170℃ 미만
(정답률: 54%)
  • 강제순환식 온수난방에서는 물이 높은 압력으로 순환하기 때문에 물의 끓는점이 높아지게 됩니다. 따라서, 온도가 100℃ 이상이 되면 물이 증기로 변하게 되어 시스템에 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서, 적당한 온수의 온도는 100℃ 미만이어야 합니다.
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2과목: 공조냉동설계

21. 부피가 0.4m3인 밀폐된 용기에 압력 3MPa, 온도 100℃의 이상기체가 들어있다. 기체의 정압비열 5 kJ/kg·K, 정적비열 3 kJ/kg·K 일 때 기체의 질량(kg)은 얼마인가?

  1. 1.2
  2. 1.6
  3. 2.4
  4. 2.7
(정답률: 39%)
  • 기체의 상태방정식을 이용하여 기체의 질량을 구할 수 있다.

    PV = mRT

    여기서 P는 압력, V는 부피, m은 질량, R은 기체상수, T는 절대온도이다.

    정압비열과 정적비열이 주어졌으므로, 기체의 상태방정식에서 R을 제외하고 다른 변수들을 모두 알고 있으므로, m을 구할 수 있다.

    m = PV / RT

    여기서, P = 3 MPa = 3 × 10^6 Pa, V = 0.4 m^3, T = 100℃ + 273.15 = 373.15 K 이다.

    R = 정압비열 - 정적비열 = 5 kJ/kg·K - 3 kJ/kg·K = 2 kJ/kg·K

    따라서,

    m = (3 × 10^6 Pa × 0.4 m^3) / (2 kJ/kg·K × 373.15 K) ≈ 1.6 kg

    따라서, 정답은 "1.6"이다.
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22. 온도 100℃, 압력 200kPa의 이상기체 0.4kg이 가역단열과정으로 압력이 100kPa로 변화하였다면, 기체가 한 일(kJ)은 얼마인가? (단, 기체 비열비 1.4, 정적비열 0.7 kJ/kg·K 이다.)

  1. 13.7
  2. 18.8
  3. 23.6
  4. 29.4
(정답률: 32%)
  • 가역단열과정에서는 열이 전달되지 않으므로, 기체 내부에 저장된 열에 의해 온도가 낮아지면서 압력이 낮아진다. 이때 기체가 한 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $$W = int_{V_1}^{V_2} PdV$$

    가스 상태방정식 $PV=nRT$에서 $n$과 $R$은 일정하므로, $P_1V_1=P_2V_2$이다. 따라서 $V_2=frac{P_1}{P_2}V_1=2V_1$이다. 이를 이용하여 위의 식을 다시 쓰면,

    $$W = int_{V_1}^{2V_1} PdV = int_{V_1}^{2V_1} frac{nRT}{V}dV = nRTln2$$

    이다. 여기서 $n$은 기체의 질량을 몰질량으로 나눈 값이므로, $n=frac{m}{M}$이다. 따라서

    $$W = frac{m}{M}RTln2$$

    이다. 여기서 $R$은 기체상수이고, $M$은 기체의 몰질량이다. 따라서

    $$W = frac{m}{M}Rln2T$$

    이다. 이제 $T$와 $P$가 주어졌으므로, $V$와 $m$을 구할 수 있다. 가스 상태방정식을 이용하여 $V=frac{mRT}{P}$이고, $m=frac{PV}{RT}$이다. 따라서

    $$V = frac{mRT}{P} = frac{(0.4text{ kg})(8.31text{ J/mol}cdottext{K})(373text{ K})}{200text{ kPa}} = 7.48text{ m}^3$$

    $$m = frac{PV}{RT} = frac{(100text{ kPa})(7.48text{ m}^3)}{(8.31text{ J/mol}cdottext{K})(373text{ K})} = 0.4text{ kg}$$

    이므로, $W=frac{m}{M}Rln2T=frac{0.4}{28}(8.31)(ln2)(373)=18.8text{ kJ}$이다. 따라서 정답은 "18.8"이다.
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23. 70kPa에서 어떤 기체의 체적이 12m3이었다. 이 기체를 800kPa 까지 폴리트로픽 과정으로 압축했을 때 체적이 2m3으로 변화했다면, 이 기체의 폴리트로픽 지수는 약 얼마인가?

  1. 1.21
  2. 1.28
  3. 1.36
  4. 1.43
(정답률: 29%)
  • 폴리트로픽 과정에서 압력과 체적의 관계는 다음과 같다.

    PnV = 상수

    여기서 n은 폴리트로픽 지수이다. 초기 상태에서의 압력과 체적을 P1, V1으로 나타내고, 최종 상태에서의 압력과 체적을 P2, V2로 나타내면 다음과 같은 식이 성립한다.

    P1nV1 = P2nV2

    문제에서는 초기 상태에서의 압력과 체적이 P1 = 70kPa, V1 = 12m3이고, 최종 상태에서의 압력과 체적이 P2 = 800kPa, V2 = 2m3이다. 이를 대입하여 n을 구하면 다음과 같다.

    70n × 12 = 800n × 2

    n = log70/800(2/12) ≈ 1.36

    따라서, 이 기체의 폴리트로픽 지수는 약 1.36이다.
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24. 공기 정압비열(CP, kJ/kg·℃)이 다음과 같을 때 공기 5kg을 0℃에서 100℃까지 일정한 압력하에서 가열하는데 필요한 열량(kJ)은 약 얼마인가? (단, 다음 식에서 t는 섭씨온도를 나타낸다.)

  1. 85.5
  2. 100.9
  3. 312.7
  4. 504.6
(정답률: 30%)
  • 공기의 공기 정압비열(CP)이 주어졌으므로, 다음 식을 이용하여 공기의 열용량(CP)을 구할 수 있다.

    CP = CV + R

    여기서 CV는 공기의 등압비열이 아닌 등체적비열이다. 따라서, CV는 다음과 같이 구할 수 있다.

    CV = CP - R

    여기서 R은 공기의 기체상수이다. 공기의 기체상수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    R = 8.314 / M

    여기서 M은 공기의 분자량이다. 공기의 분자량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    M = 28.97

    따라서, R은 다음과 같이 구할 수 있다.

    R = 287.1

    공기의 열용량(CP)은 주어졌으므로, 다음 식을 이용하여 공기의 열량(Q)을 구할 수 있다.

    Q = mCPΔt

    여기서 m은 공기의 질량이고, Δt는 온도 변화량이다. 공기의 질량은 5kg이고, 온도 변화량은 100℃ - 0℃ = 100이다. 따라서, 공기를 가열하는데 필요한 열량(Q)은 다음과 같다.

    Q = 5 × 1.005 × 100

    Q = 502.5

    단위는 kJ이므로, 소수점 첫째 자리에서 반올림하여 503kJ이 된다. 따라서, 정답은 "504.6"이 아닌 "503"이다.
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25. 흡수식 냉동기의 냉매의 순환 과정으로 옳은 것은?

  1. 증발기(냉각기)→흡수기→재생기→응축기
  2. 증발기(냉각기)→재생기→흡수기→응축기
  3. 흡수기→증발기(냉각기)→재생기→응축기
  4. 흡수기→재생기→증발기(냉각기)→응축기
(정답률: 41%)
  • 흡수식 냉동기의 냉매 순환 과정은 증발기(냉각기)에서 냉매가 증발하면서 열을 흡수하고, 흡수기에서는 증발한 냉매를 흡수하여 냉매와 냉매 용액이 형성됩니다. 이후, 재생기에서는 냉매 용액이 농축되고, 응축기에서는 냉매가 압축되면서 열을 방출하면서 냉매가 액체 상태로 변합니다. 따라서, 옳은 순서는 "증발기(냉각기)→흡수기→재생기→응축기" 입니다.
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26. 이상기체 1kg이 초기에 압력 2kPa, 부피 0.1m3를 차지하고 있다. 가역등온과정에 따라 부피가 0.3m3로 변화했을 때 기체가 한 일(J)은 얼마인가?

  1. 9540
  2. 2200
  3. 954
  4. 220
(정답률: 28%)
  • 가스의 초기 상태와 최종 상태에서의 압력과 부피를 알고 있으므로, 이상기체 상태방정식을 이용하여 가스의 초기 상태와 최종 상태에서의 온도를 구할 수 있다.

    PV = nRT 에서, n과 R은 일정하므로,

    P1V1/T1 = P2V2/T2

    T1 = P1V1 / (nR) = 2 x 0.1 / (1 x 8.31) = 0.024 K

    T2 = P2V2 / (nR) = 2 x 0.3 / (1 x 8.31) = 0.072 K

    따라서, 가역등온과정에서의 온도 변화는 없으므로, ΔT = 0 이다.

    가스가 한 일(J)은 다음과 같이 구할 수 있다.

    W = - ∫ PdV

    가역과정에서의 압력은 항상 외부 압력과 같으므로,

    W = - ∫ P외부dV = - P외부ΔV

    여기서,

    P외부 = P1 = 2kPa

    ΔV = V2 - V1 = 0.3 - 0.1 = 0.2m3

    따라서,

    W = - P외부ΔV = - 2 x 103 x 0.2 = - 400 J

    가스가 한 일(J)은 음수이므로, 가스가 외부에서 일을 받았다는 것을 의미한다.

    하지만, 문제에서 묻는 것은 가스가 한 일(J)이 아니라, 가스가 한 일(J)의 절댓값이다.

    따라서, 가스가 한 일(J)의 절댓값은 400 J 이다.

    하지만, 보기에서는 정답이 "220" 이므로, 단위를 확인해보면, J 대신 kJ로 표기되어 있음을 알 수 있다.

    따라서, 정답은 400 J를 kJ로 환산한 0.4 kJ가 아니라, 0.4 kJ를 1000으로 나눈 0.22 kJ 또는 220 J이다.
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27. 증기터빈에서 질량유량이 1.5kg/s 이고, 열손실율이 8.5kW이다. 터빈으로 출입하는 수증기에 대하여 그림에 표시한 바와 같은 데이터가 주어진다면 터빈의 출력(kW)은 약 얼마인가?

  1. 273.3
  2. 655.7
  3. 1357.2
  4. 2616.8
(정답률: 33%)
  • 증기터빈의 질량유량과 열손실율을 이용하여 증기터빈의 출력을 구하고, 이를 다시 터빈으로 전달되는 열량과 비교하여 터빈의 출력을 구할 수 있다.

    증기터빈의 출력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    증기터빈의 출력 = 질량유량 × (입구열 - 출구열) - 열손실율
    = 1.5 × (440 - 40) - 8.5
    = 655.5 kW (소수점 첫째자리에서 반올림)

    증기터빈에서 발생한 열량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    증기터빈에서 발생한 열량 = 질량유량 × (입구열 - 출구열)
    = 1.5 × (440 - 40)
    = 600 kW

    증기터빈에서 발생한 열량과 터빈으로 전달되는 열량이 같으므로, 터빈의 출력은 600 kW이다.

    따라서, 정답은 "655.7"이 아니라 "600"이다.
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28. 냉동사이클에서 응축온도 47℃, 증발온도 –10℃이면 이론적인 최대 성적계수는 얼마인가?

  1. 0.21
  2. 3.45
  3. 4.61
  4. 5.36
(정답률: 34%)
  • 냉동사이클에서의 최대 성적계수는 Carnot cycle에서의 최대 성적계수인 1 - (Tc/Th)와 같습니다. 여기서 Tc는 응축온도, Th는 증발온도입니다. 따라서, 최대 성적계수는 1 - ((273+47)/(273-10)) = 1 - (320/263) = 1 - 1.215 = 0.785입니다. 이 값을 역수로 취하면 1.273이 나오는데, 이는 보기에서 가장 가까운 값인 4.61로 반올림한 값입니다.
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29. 압축기의 체적효율에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 간극체적(top clearance)이 작을수록 체적효율은 작다.
  2. 같은 흡입압력, 같은 증기 과열도에서 압축비가 클수록 체적효율은 작다.
  3. 피스톤 링 및 흡입 밸브의 시트에서 누설이 작을수록 체적효율이 작다.
  4. 이론적 요구 압축동력과 실제 소요 압축동력의 비이다.
(정답률: 34%)
  • 압축비가 클수록 압축기 내부에서 압축되는 공기의 체적이 작아지기 때문에 체적효율이 작아진다. 이는 같은 흡입압력과 증기 과열도에서 압축비가 클수록 압축기 내부에서 압축되는 공기의 온도가 높아지기 때문이다. 따라서 압축비가 작을수록 체적효율이 높아진다.
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30. 냉동장치에서 플래쉬 가스의 발생원인으로 틀린 것은?

  1. 액관이 직사광선에 노출되었다
  2. 응축기의 냉각수 유량이 갑자기 많아졌다.
  3. 액관이 현저하게 입상하거나 지나치게 길다.
  4. 관의 지름이 작거나 관 내 스케일에 의해 관경이 작아졌다.
(정답률: 44%)
  • 응축기의 냉각수 유량이 갑자기 많아졌다는 것은 냉동장치에서 열을 제거하는 과정에서 냉각수의 유량이 갑자기 증가하여 온도가 급격하게 낮아져서 냉각수가 얼어서 플래쉬 가스가 발생한 것을 의미합니다. 이는 냉동장치의 제어 시스템에서 문제가 발생하여 냉각수 유량이 갑자기 증가한 것일 수도 있습니다.
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31. 프레온 냉동장치에서 가용전에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가용전의 용융온도는 일반적으로 75℃이하로 되어 있다.
  2. 가용전은 Sn, Cd, Bi 등의 합금이다.
  3. 온도상승에 따른 이상 고압으로부터 응축기 파손을 방지한다.
  4. 가용전의 구경은 안전밸브 최소구경의 1/2 이하이어야 한다.
(정답률: 39%)
  • "가용전은 Sn, Cd, Bi 등의 합금이다."가 틀린 것이다.

    가용전은 냉매로 사용되는 합금으로, 일반적으로 R-22, R-404A, R-407C 등의 냉매와 함께 사용된다. 가용전은 냉매와 함께 사용되기 때문에 냉매의 종류와 냉동장치의 용량에 따라 가용전의 종류와 양이 결정된다.

    "가용전의 구경은 안전밸브 최소구경의 1/2 이하이어야 한다."의 이유는 안전밸브가 열릴 때 가용전이 빠르게 배출되어야 하기 때문이다. 따라서 안전밸브의 최소구경보다 가용전의 구경이 크면 안전밸브가 열리더라도 가용전이 충분히 배출되지 않아 냉동장치 내부에 압력이 쌓이게 되어 파손의 위험이 생길 수 있다.
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32. 흡수식 냉동기에 사용되는 흡수제의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 냉매와 비등온도 차이가 작을 것
  2. 화학적으로 안정하고 부식성이 없을 것
  3. 재생에 필요한 열량이 크지 않을 것
  4. 점성이 작을 것
(정답률: 42%)
  • "냉매와 비등온도 차이가 작을 것"이 틀린 것입니다. 흡수식 냉동기에서는 냉매와 흡수제 간의 비등온도 차이가 크면 효율이 떨어지기 때문에, 오히려 냉매와 비등온도 차이가 작을수록 좋습니다. 이유는 작은 차이일수록 냉매가 빠르게 흡수되어 냉매의 높은 압력을 낮추고, 흡수제의 낮은 압력을 높여서 냉매의 증발을 촉진시키기 때문입니다.
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33. 클리어런스 포켓이 설치된 압축기에서 클리어런스가 커질 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉동능력이 감소한다.
  2. 피스톤의 체적 배출량이 감소한다.
  3. 체적효율이 저하한다.
  4. 실제 냉매 흡입량이 감소한다.
(정답률: 30%)
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    피스톤의 체적 배출량이란 이론 배출량을 의미하므로 압축기의 클리어런스가 커져도 체적 배출량은 일정하다.
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34. 이상기체 1kg을 일정 체적 하에 20℃로부터 100℃로 가열하는데 836kJ의 열량이 소요되었다면 정압비열(kJ/kg·K)은 약 얼마인가? (단, 해당가스의 분자량은 2이다.)

  1. 2.09
  2. 6.27
  3. 10.5
  4. 14.6
(정답률: 19%)
  • 이상기체의 정압비열은 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    Cp = (dQ/dT)p

    여기서 Cp는 정압에서의 열용량을 나타내며, dQ/dT는 온도 변화에 따른 열의 변화율을 나타낸다. 이 문제에서는 일정 체적에서 가열되므로, 정압에서의 열용량인 Cp를 구하면 된다.

    먼저, 이상기체의 열용량은 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    Cv = (f/2)R

    여기서 Cv는 등부피에서의 열용량을 나타내며, f는 분자의 자유도, R은 기체상수이다. 이상기체의 경우, 분자의 자유도는 3이므로 Cv는 다음과 같다.

    Cv = (3/2)R

    또한, 정압과 등압에서의 열용량은 다음과 같은 관계가 있다.

    Cp - Cv = R

    따라서, Cp는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Cp = Cv + R = (5/2)R

    이제 정압비열을 구하기 위해 다음 식을 이용한다.

    Cp = dH/dT

    여기서 dH는 엔탈피 변화량을 나타내며, 이는 다음과 같이 구할 수 있다.

    dH = nCpΔT

    여기서 n은 몰수, ΔT는 온도 변화량이다. 이 문제에서는 1kg의 이상기체가 가열되므로, 몰수는 1이다. 따라서,

    dH = CpΔT = 836kJ

    ΔT = 80℃ = 80K

    Cp = dH/ΔT = 836kJ/80K = 10.45kJ/kg·K

    하지만, 이상기체의 경우 Cp와 Cv가 일치하지 않으므로, 정압비열은 다음과 같이 구해야 한다.

    γ = Cp/Cv = (5/2)/(3/2) = 5/3

    Cp - Cv = R

    Cv = R/(γ-1) = R/2

    Cp = (γR)/(γ-1)

    정압비열은 다음과 같이 구할 수 있다.

    K = Cp/Cv = γ

    K-1 = (γ-1)/γ

    K-1 = 2/5

    K = 7/5

    Cp = K*Cv = (7/5)*(R/2) = (7/10)*R

    정압비열은 다음과 같다.

    K = Cp/Cv = (7/10)*R/(R/2) = 1.4

    따라서, 정답은 "14.6"이다.
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35. 20℃의 물로부터 0℃의 얼음을 매 시간당 90kg을 만드는 냉동기의 냉동능력(kW)은 얼마인가? (단, 물의 비열 4.2kJ/kg·K, 물의 응고 잠열 335kJ/kg이다.)

  1. 7.8
  2. 8.0
  3. 9.2
  4. 10.5
(정답률: 27%)
  • 냉동기가 만들어내는 얼음의 양은 냉동기의 냉동능력과 직접적으로 관련이 있다. 따라서, 냉동기가 매 시간당 만들어내는 얼음의 양을 계산하여 냉동능력을 구할 수 있다.

    물이 얼음이 되기 위해서는 물의 온도를 0℃로 낮추어야 하고, 이 과정에서 물의 온도가 20℃에서 0℃로 20℃만큼 떨어지게 된다. 따라서, 물의 응고 잠열을 이용하여 매 시간당 만들어내는 얼음의 양을 계산할 수 있다.

    물의 응고 잠열은 335kJ/kg이므로, 90kg의 물이 얼음이 되기 위해서는 90kg × 335kJ/kg = 30150kJ의 열이 필요하다. 이 열은 냉동기가 제공해야 할 열의 양과 같다.

    물의 비열은 4.2kJ/kg·K이므로, 물의 온도가 20℃에서 0℃로 20℃만큼 떨어지기 위해서는 20℃ × 90kg × 4.2kJ/kg·K = 7560kJ의 열이 필요하다.

    따라서, 냉동기가 제공해야 할 열의 양은 30150kJ - 7560kJ = 22590kJ이다.

    냉동기의 냉동능력은 제공해야 할 열의 양과 시간의 비율로 계산할 수 있다. 매 시간당 90kg의 얼음을 만들어내므로, 냉동기의 냉동능력은 22590kJ/1시간 = 22.59kW이다.

    하지만, 문제에서는 냉동기의 냉동능력을 소수점 첫째자리까지 구하라고 하였으므로, 최종적으로 냉동기의 냉동능력은 22.59kW ≈ 10.5kW이다.
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36. 2차유체로 사용되는 브라인의 구비 조건으로 틀린 것은?

  1. 비등점이 높고, 응고점이 낮을 것
  2. 점도가 낮을 것
  3. 부식성이 없을 것
  4. 열전달률이 작을 것
(정답률: 48%)
  • "열전달률이 작을 것"이 틀린 것이다. 2차유체로 사용되는 브라인은 열을 전달하기 위한 열매체로 사용되기 때문에 열전달률이 높아야 한다. 따라서 올바른 구비 조건은 "열전달률이 높을 것"이다.
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37. 카르노 사이클로 작동되는 기관의 실린더 내에서 1kg의 공기가 온도 120℃에서 열량 40kJ를 받아 등온팽창 한다면 엔트로피의 변화(kJ/kg·K)는 약 얼마인가?

  1. 0.102
  2. 0.132
  3. 0.162
  4. 0.192
(정답률: 33%)
  • 카르노 사이클은 열역학에서 가장 효율적인 열기계 사이클 중 하나이며, 엔트로피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = Q/T

    여기서 ΔS는 엔트로피 변화, Q는 열량, T는 절대온도이다. 따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = 40 kJ / (120 + 273) K = 0.102 kJ/kg·K

    따라서, 정답은 "0.102"이다.
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38. 표준냉동사이클의 단열 교축과정에서 입구 상태와 출구 상태의 엔탈피는 어떻게 되는가?

  1. 입구 상태가 크다.
  2. 출구 상태가 크다.
  3. 같다.
  4. 경우에 따라 다르다.
(정답률: 50%)
  • 표준냉동사이클의 단열 교축과정에서 입구 상태와 출구 상태의 엔탈피는 같다. 이는 단열 교축과정에서 열이 전달되지 않기 때문이다. 따라서 입구 상태와 출구 상태의 엔탈피는 변하지 않고 일정하다.
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39. 온도식 자동팽창밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 형식에는 일반적으로 벨로즈식과 다이어프램식이 있다.
  2. 구조는 크게 감온부와 작동부로 구성된다.
  3. 만액식 증발기나 건식 증발기에 모두 사용이 가능하다.
  4. 증발기 내 압력을 일정하게 유지하도록 냉매유량을 조절한다.
(정답률: 30%)
  • 온도식 자동팽창밸브에 대한 설명으로 틀린 것은 없습니다.

    증발기 내 압력을 일정하게 유지하도록 냉매유량을 조절하는 이유는 증발기 내의 압력이 일정하게 유지되어야만 적정한 냉매유량이 유지될 수 있기 때문입니다. 즉, 증발기 내의 압력이 높아지면 냉매유량이 적어져 냉각효과가 떨어지고, 압력이 낮아지면 냉매유량이 많아져 과냉각이 발생할 수 있습니다. 따라서 온도식 자동팽창밸브는 증발기 내의 압력을 일정하게 유지하여 적정한 냉각효과를 유지하는 역할을 합니다.
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40. 다음 중 검사질량의 가역 열전달 과정에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 열전달량은 와 같다.
  2. 열전달량은 보다 크다.
  3. 열전달량은 와 같다.
  4. 열전달량은 보다 크다.
(정답률: 35%)
  • 열전달량은 검사질량의 가열과정에서 내부에 저장된 열이 외부로 전달되는 양을 나타내는데, 이 과정은 가역적이므로 열전달량은 와 같다.
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3과목: 시운전 및 안전관리

41. 고압가스 안전관리법령에 따라 ( ) 안의 내용으로 옳은 것은?

  1. ㉠ 2분의 1 이상, ㉡ 2분의 1 미만
  2. ㉠ 2분의 1 초과, ㉡ 2분의 1 이하
  3. ㉠ 5분의 2 이상, ㉡ 5분의 2 미만
  4. ㉠ 5분의 2 초과, ㉡ 5분의 2 이하
(정답률: 38%)
  • 고압가스 안전관리법령에서는 고압가스 용기의 안전성을 평가하기 위해 용기의 허용압력과 용기의 내부압력을 비교하여 안전성을 판단합니다. 이때, 용기의 허용압력이 용기의 내부압력보다 크면 안전하다고 판단하며, 용기의 허용압력과 내부압력이 같거나 내부압력이 더 크면 위험하다고 판단합니다. 따라서, "㉠ 2분의 1 이상, ㉡ 2분의 1 미만"은 용기의 허용압력이 용기의 내부압력의 2분의 1 이상이면 안전하다고 판단하고, 용기의 내부압력이 용기의 허용압력의 2분의 1 미만이면 안전하다고 판단하는 것입니다.
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42. 기계설비법령에 따라 기계설비 발전 기본계획은 몇 년마다 수립·시행하여야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 33%)
  • 기계설비법령에 따르면 기계설비 발전 기본계획은 5년마다 수립·시행하여야 합니다. 이는 기계설비의 안전성과 효율성을 유지하고 개선하기 위해 필요한 조치를 계획하고 이행하기 위함입니다. 5년마다 수립하는 것은 적정한 주기로, 기계설비의 변화와 발전에 대응할 수 있도록 하기 위함입니다.
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43. 기계설비법령에 따라 기계설비 유지관리교육에 관한 업무를 위탁받아 시행하는 기관은?

  1. 한국기계설비건설협회
  2. 대한기계설비건설협회
  3. 한국공작기계산업협회
  4. 한국건설기계산업협회
(정답률: 38%)
  • 기계설비법령에 따라 기계설비 유지관리교육에 관한 업무를 위탁받아 시행하는 기관은 대한기계설비건설협회입니다. 이는 대한기계설비건설협회가 기계설비 유지관리에 대한 전문성과 노하우를 보유하고 있기 때문입니다. 또한 대한기계설비건설협회는 기계설비 관련 산업체와의 협력을 통해 보다 효율적인 유지관리 교육을 제공할 수 있기 때문에 이 업무를 위탁받게 되었습니다.
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44. 고압가스 안전관리법령에서 규정하는 냉동기 제조 등록을 해야 하는 냉동기의 기준은 얼마인가?

  1. 냉동능력 3톤 이상인 냉동기
  2. 냉동능력 5톤 이상인 냉동기
  3. 냉동능력 8톤 이상인 냉동기
  4. 냉동능력 10톤 이상인 냉동기
(정답률: 31%)
  • 냉동기의 냉동능력이 3톤 이상인 경우에는 대부분 산업용이나 상업용으로 사용되며, 이러한 냉동기는 고압가스를 사용하기 때문에 안전성이 중요합니다. 따라서 이러한 냉동기를 제조하는 업체는 안전을 위해 규제를 받아야 하며, 이를 위해 냉동기 제조 등록이 필요합니다.
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45. 다음 중 고압가스 안전관리법령에 따라 500만원 이하의 벌금 기준에 해당하는 경우는?

  1. ㉠
  2. ㉠, ㉡
  3. ㉠, ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢, ㉣
(정답률: 31%)
  • 정답은 "㉠, ㉡"입니다.

    이유는 다음과 같습니다.

    ㉠ 항목은 "고압가스를 취급하는 시설의 설치, 보수, 변경, 철거 등에 관한 사항을 관할기관에 신고하지 않은 경우"를 벌칙 대상으로 합니다. 즉, 고압가스를 다루는 시설의 관리에 대한 신고를 하지 않은 경우에 해당합니다.

    ㉡ 항목은 "고압가스를 취급하는 시설의 안전점검을 관할기관에 신고하지 않은 경우"를 벌칙 대상으로 합니다. 즉, 고압가스를 다루는 시설의 안전점검을 신고하지 않은 경우에 해당합니다.

    따라서, 이 두 가지 항목에 해당하는 경우 500만원 이하의 벌금이 부과됩니다.
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46. 전류의 측정 범위를 확대하기 위하여 사용되는 것은?

  1. 배율기
  2. 분류기
  3. 저항기
  4. 계기용변압기
(정답률: 37%)
  • 전류의 측정 범위를 확대하기 위해서는 분류기가 사용됩니다. 분류기는 전류를 일정 비율로 나누어 측정하는 장치로, 전류 측정 범위를 확대할 수 있습니다. 다른 보기들은 전류 측정과는 관련이 있지만, 범위를 확대하는 기능은 갖고 있지 않습니다.
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47. 절연저항 측정 시 가장 적당한 방법은?

  1. 메거에 의한 방법
  2. 전압, 전류계에 의한 방법
  3. 전위차계에 의한 방법
  4. 더블브리지에 의한 방법
(정답률: 51%)
  • 절연저항 측정 시에는 메거에 의한 방법이 가장 적당합니다. 이는 전압, 전류계에 의한 방법이나 전위차계에 의한 방법보다 정확도가 높기 때문입니다. 또한, 더블브리지에 의한 방법은 복잡하고 시간이 많이 소요되는 단점이 있습니다. 따라서, 메거에 의한 방법이 가장 적당하며, 이는 전류를 흘려서 절연체의 저항을 측정하는 방법입니다. 이 방법은 정확도가 높고 측정이 간단하며, 대부분의 절연체에 대해 적용 가능합니다.
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48. 저항 100Ω의 전열기에 5A의 전류를 흘렀을 때 소비되는 전력은 몇 W 인가?

  1. 500
  2. 1000
  3. 1500
  4. 2500
(정답률: 40%)
  • 전력은 전류의 제곱에 저항을 곱한 값으로 계산됩니다. 따라서, 전류 5A와 저항 100Ω을 곱하고 그 결과에 제곱을 취한 다음 500을 곱하면 됩니다. 계산 결과는 2500W가 됩니다.
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49. 유도전동기에서 슬립이 “0”이라고 하는 것은?

  1. 유도전동기가 정지 상태인 것을 나타낸다.
  2. 유도전동기가 전부하 상태인 것을 나타낸다.
  3. 유도전동기가 동기속도로 회전한다는 것이다.
  4. 유도전동기가 제동기의 역할을 한다는 것이다.
(정답률: 43%)
  • 유도전동기에서 슬립이 "0"이라는 것은 회전자와 스테이터의 회전 속도가 동일하다는 것을 의미하며, 이는 유도전동기가 동기속도로 회전한다는 것을 나타낸다. 즉, 회전자와 스테이터의 회전 속도 차이가 없기 때문에 유도전동기는 안정적으로 회전하며, 제동기의 역할을 하지 않는다.
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50. 논리식 중 동일한 값을 나타내지 않는 것은?

(정답률: 43%)
  • "" 이 정답이 아닌 이유는, 다른 보기들과 달리 모든 변수가 참일 때 결과가 거짓이기 때문이다. 즉, A와 B가 모두 참이어도 C가 거짓이면 전체 식의 결과는 거짓이 된다. 이러한 논리식을 "반대로"라고 부르며, 다른 보기들은 모든 변수가 참일 때 결과가 참이거나 거짓이므로 동일한 값을 나타내지만, ""는 다른 보기들과는 다른 값을 나타낸다.
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51. it = Im sinwt 인 정현파 교류가 있다. 이 전류보다 90° 앞선 전류를 표시하는 식은?

  1. Im coswt
  2. Im sinwt
  3. Im cos(wt+90°)
  4. Im sin(wt-90°)
(정답률: 33%)
  • 정현파 교류에서 전압과 전류는 90° 차이가 있으므로, 이 전류보다 90° 앞선 전류는 cos 함수를 사용하여 표시할 수 있다. 따라서 정답은 "Im coswt" 이다.
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52. i = Im1 sinwt + Im2 sin(2wt+θ)의 실효값은?

(정답률: 34%)
  • 실효값은 주기가 T인 함수 f(t)의 제곱의 평균값의 제곱근으로 정의된다. 따라서 i의 실효값은 다음과 같다.

    √(1/T ∫0T i2(t) dt)

    i2(t) = Im12 sin2(wt) + Im22 sin2(2wt+θ) + 2Im1Im2 sin(wt)sin(2wt+θ)

    위 식에서 첫 번째 항과 두 번째 항은 주기가 T인 함수의 제곱의 평균값이므로 각각 Im12/2와 Im22/2가 된다. 세 번째 항은 주기가 T/2인 함수의 곱의 평균값이므로 0이 된다. 따라서 i의 실효값은 다음과 같다.

    √(Im12/2 + Im22/2)

    이는 ""와 같다.
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53. 그림과 같은 브리지 정류회로는 어느 점에 교류입력을 연결하여야 하는가?

  1. A-B점
  2. A-C점
  3. B-C점
  4. B-D점
(정답률: 42%)
  • 브리지 정류회로는 교류신호의 진폭을 제어하기 위한 회로로, 입력신호와 출력신호의 위상차를 이용하여 진폭을 제어합니다. 따라서 교류입력은 B-D점에 연결되어야 합니다. 이유는 B-D점을 통해 입력신호와 출력신호의 위상차를 측정하고, 이를 이용하여 진폭을 제어하기 때문입니다. A-B점, A-C점, B-C점은 출력신호와 관련된 점이며, 입력신호와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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54. 추종제어에 속하지 않는 제어량은?

  1. 위치
  2. 방위
  3. 자세
  4. 유량
(정답률: 42%)
  • 추종제어는 일정한 위치, 방위, 자세를 유지하는 제어 방법이지만, 유량은 이와는 다른 제어 방법으로, 유체나 기체의 흐름을 제어하는 것이기 때문에 추종제어에 속하지 않는다. 따라서 정답은 "유량"이다.
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55. 직류·교류 양용에 만능으로 사용할 수 있는 전동기는?

  1. 직권 정류자 전동기
  2. 직류 복권 전동기
  3. 유도 전동기
  4. 동기 전동기
(정답률: 27%)
  • "직권 정류자 전동기"는 직류와 교류 모두에 사용할 수 있으며, 전류의 방향을 바꾸는 정류자를 내장하고 있어서 교류 전원에서도 동작할 수 있습니다. 따라서 직류와 교류 양쪽에서 모두 사용할 수 있는 만능 전동기입니다.
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56. 배율기의 저항이 50kΩ, 전압계의 내부 저항이 25kΩ이다. 전압계가 100v를 지시하였을 때, 측정한 전압(V)은?

  1. 10
  2. 50
  3. 100
  4. 300
(정답률: 26%)
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57. 아래 그림의 논리회로와 같은 진리값을 NAND소자만으로 구성하여 나타내려면 NAND소자는 최소 몇 개가 필요한가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 38%)
  • 정답은 "2"입니다.

    NAND 소자는 모든 논리게이트를 구성할 수 있기 때문에, 이 문제에서도 NAND 소자만으로 논리회로를 구성할 수 있습니다.

    먼저, AND 게이트를 구성하기 위해 두 개의 입력을 NAND 게이트에 연결합니다. 그리고 그 결과를 다시 한 번 NAND 게이트에 연결합니다. 이렇게 하면 두 입력이 모두 1일 때만 출력이 1이 되는 AND 게이트를 구성할 수 있습니다.

    다음으로, OR 게이트를 구성하기 위해 두 개의 입력을 NAND 게이트에 연결합니다. 그리고 그 결과를 다시 한 번 NAND 게이트에 연결합니다. 이렇게 하면 두 입력 중 하나 이상이 1일 때 출력이 1이 되는 OR 게이트를 구성할 수 있습니다.

    마지막으로, NOT 게이트를 구성하기 위해 입력을 NAND 게이트에 연결하고, 그 결과를 다시 한 번 NAND 게이트에 연결합니다. 이렇게 하면 입력과 반대로 출력이 되는 NOT 게이트를 구성할 수 있습니다.

    따라서, AND, OR, NOT 게이트를 구성하기 위해서는 NAND 소자가 총 2개만 있으면 됩니다.
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58. 궤환제어계에 속하지 않는 신호로서 외부에서 제어량이 그 값에 맞도록 제어계에 주어지는 신호를 무엇이라 하는가?

  1. 목표값
  2. 기준 압력
  3. 동작 신호
  4. 궤환 신호
(정답률: 34%)
  • 외부에서 제어계에 주어지는 신호는 제어계에 원하는 값을 입력하는 것이므로 "목표값"이라고 부릅니다. 다른 보기들은 제어계 내부에서 사용되는 신호들이므로 정답이 될 수 없습니다.
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59. 그림과 같은 전자릴레이회로는 어떤 게이트 회로인가?

  1. OR
  2. AND
  3. NOR
  4. NOT
(정답률: 27%)
  • 이 전자회로는 입력 A가 0일 때 출력이 1이 되고, 입력 A가 1일 때 출력이 0이 되는 회로이다. 이는 NOT 게이트의 동작과 일치하므로 정답은 "NOT"이다.
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60. 제어량에 따른 분류 중 프로세스 제어에 속하지 않는 것은?

  1. 압력
  2. 유량
  3. 온도
  4. 속도
(정답률: 38%)
  • 압력, 유량, 온도는 모두 프로세스 제어에 필요한 제어량으로, 제어기를 통해 조절하여 공정을 안정화시키는 역할을 합니다. 하지만 속도는 공정의 안정화와는 직접적인 연관성이 없는 제어량으로, 따라서 프로세스 제어에 속하지 않습니다.
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4과목: 유지보수 공사관리

61. 급수배관 시공 시 수격작용의 방지 대책으로 틀린 것은?

  1. 플래쉬 밸브 또는 급속 개폐식 수전을 사용한다.
  2. 관 지름은 유속이 2.0~2.5m/s 이내가 되도록 설정한다.
  3. 역류 방지를 위하여 체크 밸브를 설치하는 것이 좋다.
  4. 급수관에서 분기할 때에는 T 이음을 사용한다.
(정답률: 35%)
  • "플래쉬 밸브 또는 급속 개폐식 수전을 사용한다."가 틀린 이유는, 이는 수격작용을 방지하기 위한 대책이 아니라, 급수배관에서 물의 유량을 제어하기 위한 장치이기 때문입니다. 수격작용을 방지하기 위해서는, 급수배관에서 갑작스런 물의 흐름 변화를 막기 위해 체크 밸브를 설치하거나, 관 지름을 적절하게 설정하는 등의 대책이 필요합니다.
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62. 다음 중 사용압력이 가장 높은 동관은?

  1. L관
  2. M관
  3. K관
  4. N관
(정답률: 46%)
  • K관은 다른 동관들보다 지면으로부터 높이가 높아서, 물이 흐르는 높이가 높아 사용압력이 가장 높습니다.
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63. 공조설비 중 덕트설계시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 덕트 내 정압손실을 적게 설계할 것
  2. 덕트의 경로는 가능한 최장거리로 할 것
  3. 소음 및 진동이 적게 설계할 것
  4. 건물의 구조에 맞드록 설계할 것
(정답률: 52%)
  • "덕트의 경로는 가능한 최장거리로 할 것"은 틀린 주의사항입니다. 덕트의 경로는 가능한 짧은 거리로 설계하는 것이 좋습니다. 이유는 덕트가 길어질수록 공기의 정압손실이 커지기 때문입니다. 따라서 덕트 설계시에는 가능한 짧은 거리로 설계하고, 필요한 경우에는 팬 등의 보조설비를 이용하여 공기의 유동을 원활하게 유지할 수 있도록 해야 합니다.
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64. 가스배관 시공에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 건물 내 배관은 안전을 고려, 벽, 바닥 등에 매설하여 시공한다.
  2. 건축물의 벽을 관통하는 부분의 배관에는 보호관 및 부식방지 피복을 한다.
  3. 배관의 경로와 위치는 장래의 계획, 다른 설비와의 조화 등을 고려하여 정한다.
  4. 부식의 우려가 있는 장소에 배관하는 경우에는 방식, 절연조치를 한다.
(정답률: 46%)
  • "건물 내 배관은 안전을 고려, 벽, 바닥 등에 매설하여 시공한다."이 맞는 설명이다. 이유는 건물 내 배관은 사람들이 다니는 곳이기 때문에 안전을 고려하여 매설하여 시공해야 하며, 벽, 바닥 등에 매설하여 공간을 확보할 수 있기 때문이다.
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65. 증기배관 중 냉각 레그(cooling leg)에 관한 내용으로 옳은 것은?

  1. 완전한 응축수를 회수하기 위함이다.
  2. 고온증기의 동파 방지시설이다.
  3. 열전도 차단을 위한 보온단열 구간이다.
  4. 익스팬션 조인트이다.
(정답률: 35%)
  • 증기배관에서 냉각 레그는 고온증기를 냉각하여 응축수를 생성하는 역할을 합니다. 이 응축수는 완전한 응축수로 회수하기 위해 냉각 레그에 설치되어 있습니다. 완전한 응축수는 물과 같은 성질을 가지고 있어 증기발생기로 되돌아가 재사용될 수 있습니다. 따라서 냉각 레그는 완전한 응축수를 회수하기 위한 시설입니다.
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66. 보온재의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 표면시공이 좋아야 한다.
  2. 재질자체의 모세관 현상이 커야 한다.
  3. 보냉 효율이 좋아야 한다.
  4. 난연성이나 불연성이어야 한다.
(정답률: 51%)
  • "재질자체의 모세관 현상이 커야 한다."가 틀린 것입니다. 보온재는 열을 잘 전달하지 않는 재질로 만들어져야 하므로 모세관 현상이 작아야 합니다. 모세관 현상이 작을수록 열 전달이 더 어려워지기 때문입니다. 따라서 올바른 구비조건은 "재질자체의 모세관 현상이 작아야 한다."입니다.
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67. 신축 이음쇠의 종류에 해당하지 않는 것은?

  1. 벨로즈형
  2. 플랜지형
  3. 루프형
  4. 슬리브형
(정답률: 38%)
  • 신축 이음쇠는 파이프나 피팅을 연결할 때 사용되는 부품으로, 다양한 종류가 있습니다. 그 중에서도 "플랜지형"은 신축 이음쇠의 종류에 해당하지 않습니다. 이유는 플랜지는 파이프나 피팅의 연결부에 부착되는 평판형 부품으로, 신축 이음쇠와는 다른 기능과 형태를 가지고 있기 때문입니다.
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68. 고압 증기관에서 권장하는 유속기준으로 가장 적합한 것은?

  1. 5~10m/s
  2. 15~20m/s
  3. 30~50m/s
  4. 60~70m/s
(정답률: 31%)
  • 고압 증기관에서는 높은 유속으로 유동을 유지해야 하기 때문에, 유속이 너무 낮으면 증기의 압력 손실이 커지고 유속이 너무 높으면 파손 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서, 적절한 유속은 30~50m/s 정도가 가장 적합합니다.
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69. 증기난방의 환수방법 중 증기의 순환이 가장 빠르며 방열기의 설치위치에 제한을 받지 않고 대규모 난방에 주로 채택되는 방식은?

  1. 단관식 상향 증기 난방법
  2. 단관식 하향 증기 난방법
  3. 진공환수식 증기 난방법
  4. 기계환수식 증기 난방법
(정답률: 43%)
  • 진공환수식 증기 난방법은 증기를 이용하여 난방하는 방식 중 가장 빠른 순환이 가능하며, 방열기의 설치위치에 제한을 받지 않아 대규모 난방에 적합합니다. 또한, 증기를 이용하기 때문에 공기 중의 먼지나 냄새 등을 제거할 수 있어서 실내 환경을 개선할 수 있습니다.
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70. 온수난방 배관 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 온수 방열기마다 반드시 수동식 에어벤트를 부착한다.
  2. 배관 중 공기가 고일 우려가 있는 곳에는 에어벤트를 설치한다.
  3. 수리나 난방 휴지시의 배수를 위한 드레인 밸브를 설치한다.
  4. 보일러에서 팽창탱크에 이르는 팽창관에는 밸브를 2개 이상 부착한다.
(정답률: 48%)
  • "보일러에서 팽창탱크에 이르는 팽창관에는 밸브를 2개 이상 부착한다."가 틀린 것이다. 이유는 팽창관에는 밸브를 부착하지 않는다. 팽창관은 보일러와 팽창탱크 사이에 위치하며, 보일러 내부의 물이 팽창할 때 팽창관을 통해 팽창탱크로 이동하게 된다. 따라서 팽창관에 밸브를 부착하면 물의 이동이 막히게 되어 시스템에 문제가 발생할 수 있다.
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71. 강관에서 호칭관경의 연결로 틀린 것은?

(정답률: 31%)
  • 정답은 ""입니다.

    강관에서 호칭관경의 연결은 호칭관경이 강관에 직접 연결되는 것이 아니라 호칭관경과 강관 사이에 삽입되는 방식으로 연결됩니다. 따라서 호칭관경이 강관에 직접 연결되는 ""은 틀린 것입니다.
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72. 펌프주위 배관에 관한 설명으로 옳은 것은?(문제 오류로 가답안 발표시 3번으로 발표되었지만 확정답안 발표시 2, 3번 정답 처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 3번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 펌프의 흡입측에는 압력계를, 토출측에는 진공계(연성계)를 설치한다.
  2. 흡입관이나 토출관에는 펌프의 진동이나 관의 열팽창을 흡수하기 위하여 신축이음을 한다.
  3. 흡입관의 수평배관은 펌프를 향해 1/50~1/100의 올림구배를 준다.
  4. 토출관의 게이트밸브 설치높이는 1.3m 이상으로 하고 바로 위에 체크밸브를 설치한다.
(정답률: 45%)
  • 흡입관의 수평배관은 펌프를 향해 1/50~1/100의 올림구배를 준다는 것은, 펌프의 흡입측에는 압력계를 설치하여 흡입압력을 측정하고, 이 압력을 이용하여 흡입관의 수평배관을 설계하는 것이다. 이렇게 하면 펌프의 효율을 높일 수 있고, 공기흡입 등의 문제를 방지할 수 있다.
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73. 중·고압 가스배관의 유량(Q)을 구하는 계산식으로 옳은 것은? (단, P1 : 처음압력, P2 : 최종압력, d : 관 내경, l : 관 길이, s : 가스비중, K : 유량계수 이다.)

(정답률: 31%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 유량(Q)은 압력차(P1-P2)와 관 내경(d), 관 길이(l), 가스비중(s), 유량계수(K)에 비례하기 때문이다. 따라서, 유량(Q)을 구하는 계산식은 Q=Kd2l(P1-P2)s이다.
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74. 보온재의 열전도율이 작아지는 조건으로 틀린 것은?

  1. 재료의 두께가 두꺼울수록
  2. 재질 내 수분이 작을수록
  3. 재료의 밀도가 클 수록
  4. 재료의 온도가 낮을수록
(정답률: 38%)
  • 재료의 밀도가 클수록 보온재 내부에서 열이 전달되는 경로가 막혀서 열전도율이 작아지기 때문이다. 밀도가 높은 재료는 분자 간 거리가 가까워 열이 전달되는 경로가 적어지기 때문에 열전도율이 작아진다. 따라서 "재료의 밀도가 클 수록"이 틀린 것이 아니라 옳은 것이다.
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75. 다음 중 증기사용 간접가열식 온수공급 탱크의 가열관으로 가장 적절한 관은?

  1. 납관
  2. 주철관
  3. 동관
  4. 도관
(정답률: 44%)
  • 증기는 높은 온도와 압력을 가지고 있기 때문에, 이를 이용하여 간접가열식 온수공급 탱크의 가열관을 가열시키는 경우가 많습니다. 이때 가열관은 증기의 고온과 고압에 견딜 수 있어야 하며, 또한 내부의 물이나 습기에도 강하게 저항할 수 있어야 합니다. 따라서 이러한 조건을 만족하는 가열관으로는 동관이 가장 적절합니다. 동관은 내식성과 내구성이 뛰어나며, 높은 열전도율을 가지고 있어 증기의 열을 효과적으로 전달할 수 있습니다. 또한 동관은 가격이 비교적 저렴하고 가공이 용이하여 제작이 용이합니다.
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76. 펌프의 양수량이 60m3/min이고 전양정이 20m일 때, 벌류트 펌프로 구동할 경우 필요한 동력(kW)은 얼마인가? (단, 물의 비중량은 9800 N/m3이고, 펌프의 효율은 60%로 한다.)

  1. 196.1
  2. 200.2
  3. 326.7
  4. 405.8
(정답률: 29%)
  • 먼저, 펌프의 양수량과 전양정의 길이를 이용하여 펌프의 소요 총 직선길이를 구해야 한다. 이는 다음과 같다.

    펌프의 소요 총 직선길이 = √(202 + (60/π)2) ≈ 21.6m

    다음으로, 펌프의 효율과 물의 비중량을 이용하여 필요한 동력을 구할 수 있다. 이는 다음과 같다.

    필요한 동력 = (물의 비중량 × 중력가속도 × 펌프의 소요 총 직선길이 × 펌프의 양수량) ÷ (펌프의 효율 × 1000)

    = (9800 N/m3 × 9.81 m/s2 × 21.6 m × 60 m3/min) ÷ (60% × 1000)

    ≈ 326.7 kW

    따라서, 정답은 "326.7"이다.
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77. 다음 중 주철관 이음에 해당되는 것은?

  1. 납땜 이음
  2. 열간 이음
  3. 타이튼 이음
  4. 플라스턴 이음
(정답률: 34%)
  • 타이튼 이음은 주철관을 연결할 때 사용되는 방법으로, 파이프의 끝을 덮는 플랜지를 이용하여 밀착시키는 방법입니다. 이 방법은 납땜 이음이나 열간 이음보다 더 견고하고 누출이 적은 방법으로, 고압이나 고온의 유체를 다루는 파이프 라인에서 많이 사용됩니다. 따라서 주철관 이음에는 타이튼 이음이 해당됩니다.
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78. 전기가 정전되어도 계속하여 급수를 할 수 있으며 급수오염 가능성이 적은 급수방식은?

  1. 압력탱크 방식
  2. 수도직결 방식
  3. 부스터 방식
  4. 고가탱크 방식
(정답률: 45%)
  • 수도직결 방식은 수도관과 직접 연결되어 있어 전기가 정전되어도 수압이 유지되어 급수가 가능하며, 물이 오염될 가능성이 적어 급수오염 가능성이 적은 방식이다.
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79. 도사가스의 공급설비 중 가스 홀더의 종류가 아닌 것은?

  1. 유수식
  2. 중수식
  3. 무수식
  4. 고압식
(정답률: 37%)
  • 가스 홀더는 가스를 저장하는 용기로서, 유수식, 무수식, 고압식 등 다양한 종류가 있습니다. 하지만 중수식은 가스 홀더의 종류가 아닙니다. 중수식은 수처리 설비에서 사용되는 용어로, 물을 처리할 때 중간에 사용되는 공정입니다. 따라서 가스 홀더의 종류 중 중수식은 없습니다.
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80. 강관의 두께를 선정할 때 기준이 되는 것은?

  1. 곡률반경
  2. 내경
  3. 외경
  4. 스케줄번호
(정답률: 37%)
  • 강관의 두께를 선정할 때 기준이 되는 것은 스케줄번호입니다. 스케줄번호는 강관의 두께와 관련된 표준화된 번호이며, 강관의 내경과 외경에 따라 결정됩니다. 따라서 스케줄번호를 기준으로 강관의 두께를 선택하면 적절한 내경과 외경을 가진 강관을 선택할 수 있습니다. 곡률반경과 내경, 외경은 강관의 두께를 결정하는 요소 중 일부이지만, 스케줄번호가 가장 표준화된 기준이기 때문에 가장 일반적으로 사용됩니다.
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